Металлургический словарь


Порошки

[powders] — совокупность от 1-нм до 1-мм контактирующих частиц металла, сплава или металлоподобного соединения, не связанных в единое тело. П. с частицами одинак. размеров наз. монодисперсными, разных — полидисперсными. П. классифиц.: по фраки, составу на крупные (размер частиц от 150 мкм до 1 мм), сред. (40-150 мкм), тонкие (1-40 мкм), дисперсные (0,1 — 1 мкм), ультратонкие (< 0,1 мкм) и ультрадисперсные (< 25-30 нм); по форме частиц на волокнистые (с нитевид. частицами), дендритные (с древовид. частицами, получ. электролизом или методом межкристаллит, коррозии), осколочные (с многогран. частицами с острыми краями, получ. механич. измельч.), сферич. (сплошные и полые, получ. преимущ. газ. распылением), хлопьевидные (с частицами неправильной формы в виде рыхлых конгломератов, получ. осажд. из р-ров или парогаз. фазы) и чешуйчатые (с частицами плоской формы и толщиной существ, меньшей их по-переч. размеров, получ. преимущ. измельч. в вихр. мельницах); по структуре и состоянию на аморфные, агломерир., композиц., легир., плакир. (с частицами, покрытыми одним или неск. слоями др. элементов или соединений, наносимыми преимущ. осажд. из р-ров или из парогаз. фазы), турбостатные (с частицами, имеющими структуру, разупорядоч. по одному из кристаллографич. направл.) и др. Фракц. состав, форма, структура и св-ва частиц оп-ред. технологич. хар-ки п.: насып, плотн., прес-суемость, формуемость, спекаемость и т.д.
Основные способы получения п. (рис.) разделяют на две группы: физико-механич. и физико-химич. К. физико-механич. способам относят диспергирование расплавов струей жидкости, газа или механич. методами (см. Распыление, метод) и измельчение в тв. состоянии (избират., мокрое, сухое,взрывное и др., (см. Измельчение). Физико-химич. способы отличаются большим многообразием и осн. на процессах восстановления, осаждения, испарения, диффуз. насыщения, синтеза в рез-те химич. реакций м-ду исх. вещ-вами и др.
В России освоено промыш. произ-во п. прак-тич. из всех черных, цв. и благор. металлов (Fe, Со, W, Al, Cu, Ti, Sn, Pb, Zn, Ag и др.), легир. сталей и сплавов, боридов, карбидов, нитридов и силицидов переходных металлов IV-VI групп Периодич. системы. П. из металлов, сплавов и металлоподобных соединений использ. гл. обр. для изгот. методами порошковой металлургии полуфабрикатов и изделий (см. Порошковая металлургия). При этом в наиб, объемах примен. п. Fe, Al, Co, Си, Ni, Ti и нек-рых легир. сталей и сплавов.
В виде п. вып. и прим. тж. др. материалы: абразивы, катализаторы, пылевидное топливо, сухие краски и пигменты, тв. смазки, минер, вяж. вещ-ва, наполнители и др. Для удобства использ., сокращ. потерь и улучш. экологич. условий порошкообразные вещ-ва часто гра-нулир. или таблетир:

абразивные порошки [abrasive powders] — п. из искусств, (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, монокорунд, синтетич. алмаз и др.) и естеств. (кремень, наждак, корунд, алмаз и др.) абразив, материалов. А. п. получают преимущ. механич. измельч. и примен. гл. обр. для изгот. абразив, инструмента (шлифовальные круги, головки, бумага, пасты, суспензии и др.);

аморфные порошки [amorphous powders] — п. кристаллич. материалов, частицы к-рых на-ход. в аморфном состоянии; получают сверхбыстрой (до 109 К/с) закалкой из расплава;

восстановленные порошки [reduced powders] — п., получ. восстав. металлов из их соединений (оксидов, хлоридов, карбонатов и др.); отлич. вые. дисперсностью, повыш. активнос
тью при спекаемости и хорошей формуемоетью. В порошковой металлургии используют методы восстановления п.: автоклавный, гидриднокальц., электролитич., в кипящем слое и др. (см. тж. Восстановление). Актив, восстановители: газы (Н2, СО и др.), гидриды металлов, углерод, щелоч. металлы и др. Восстан. металлов из оксидов, хлоридов и др. химич. соединений, а тж. из руд, концентратов, прокатной окалины газообразными или
тв. восстановителями — один из наиб, распростр. способов получения металлич. п. В завис, от состава исх. сырья получают чистые или легир. металлич. п. Этим способом про
изводят п. чистых металлов (Fe, Cu, Ni, W и др.), легир. и нерж. сталей, спец. сплавов (инвар, нихром и др.);

железные порошки [iron powders] — порошки железа с частицами размерами от 1 нм до 1 мм; по фракц. составу ж. п. подразделяют на крупные (размер частиц осн. фр. > 0,25 мм),
средние (0,16—0,25 мм), мелкие (0,07-0,16 мм) и очень мелкие (< 0,07 мм). Ж. п. различают тж. по способу получения на восстановл., рас-пыл., карбонильные, электролитич. и др. В России ж. п. изготавливают преимущ. методом восстановления оксидов железа (прокатной окалины) тв. углеродом и распылением расплава водой вые. давл. Химич., фракц. составы и технологич. хар-ки ж. п. регламентированы ГОСТ 9849.
Ж. п. применяются для произ-ва деталей изделий широкой номенклатуры прессованием и спеканием, в покрытиях свароч. электродов и для изготовления сердцевины свароч. проволоки, а тж. для кислороднофлюсовой резки, магн. дефектоскопии, магнитной очистки семян и др. целей;

карбонильные порошки [carbonyl powders] — п., получ. термич. диссоциацией карбонилов металла при атм. давлении. Этим методом получают высококачеств. п. Fe, Ni, Co, Cr,W, Мо и полиметаллич. п. из этих металлов. К.п. кроме высокой чистоты обладают специ-фич., уник, св-вами. Так, у к. п. железа частицы идеальной сферич. формы высокой дисперсности, лукович. строения, вые. микротв. и электромагн. св-в. К. п. металлов широко примен. в машиностроении и автоматике, металлургии и химии, сельском хоз-ве, медицине и многих др. отраслях нар. хоз-ва;

металлургические (заправочные) порошки
[fettling powders] — смесь порошков задан, зерн. состава, сост. из периклаза или периклаза и извести, а тж. их соединений. Периклаз. и пе-риклазоизвестковые м. п. содержать 78 % MgO и < 12 % СаО, а доломитовые м. п. — > 28 % MgO и < 11 % SiO2. Фракц. состав м. п. от 2—6 до 10-20 мм.
М. п. применяют для наварки, ремонта, заправки подин, стен, откосов и др. участков футеровки мартен., электродуг. печей и в агрегатах ЦМ. К м. п. м. б. отнесен тж. сырой ме-таллургич. доломит крупн. до 5—20 мм для заправки и подсыпки порогов печей;

осажденные порошки [powder deposits] — п., получ. в рез-те химич. реакции замещ. менее электроотриц. металла более электроот-риц., т. е. металлом, стоящим в ряду напряжений выше осаждаемого. Так получают порошки Sn, восстанавливая его цинком из р-ра хлорида олова, или порошки Ag, Pt, Аи из р-ров соответст. солей, добавл. Fe или Си. О. п. тонкодисперсны и примен. вхимич. пром-ти;

полые сферические порошки [porous spheric powders] — газонаполн. микробаллоны диам. 30—3000 мкм с толщиной стенки несколько мкм. Наиб, распростр. п. с. п. из А12О3, ZrO2 и стекла. Вследствие монокристаллич. или аморф. структуры стенок и масшт. эффекта прочн. п. с. п. на сжатие на порядок выше, чем у обычных порошков из тех же материалов. П. с. п. из оксидов получают сфероидиз. обычных порошков в ВЧ- или дуг. плаз, печах, в к-рых к плаз-мообраз. инерт. газу добавляют акт. газы, напр, азот, благодаря чему расплавл. частицы раздуваются, превращаясь в полые микробаллоны. Стекл. п. с. п. получают в газоплам. струях с такими газообраз, добавками, как мочевина.
Технич. хар-ки п. с. п.: для корунда — диам. частиц 30—150 мкм, сред, толщина стенки микробаллонов 1,5-3 мкм, у = 0,4 г/см3, t < 1500 °С; для стекла соответст. 20-150 мкм, 1,5-2 мкм, 0,2 г/см3, 700-750 °С. Области примен.: ультралегкая эффективная теплоизоляция с общей пористостью 80-89 %; абразив, инструмент с порист, наполнителем вместо части режущих корундовых зерен из корунд, или стекл. п. с. п. (для шлифовальных кругов и бумаги) и корунд, п. с. п. (для отрезных кругов); композиты с полимерной или ме-таллич. матрицами для плавучих средств, самолетов, транспорта, строит., мебельной пром-ти и т.п.;

распыленные порошки [atomized powders] — п., как правило, сферич. формы, получ. распылен, металлов или сплавов. Р. п. содержат значит, кол-во газов (кислорода, водорода, азота и др.) как адсорбир. на пов-ти, так и попавших внутрь частиц при изготовлении. Присутствие большого кол-ва газа увелич. хрупкость п., затруд. формов., а интенсивное его выдел, при спекании может привести к короблению изделий. Чем мельче частицы порошка, тем больше кол-во адсорбиров. ими газов. Размеры и форма частиц р. п. зависят от поверхн. натяж. расплава, его вязкости, содержания примесей и режима распыления. Поэтому уд. поверхность р. п. может составлять от 0,01 до 10-20м2/г;

синтезированные порошки [synthesized powders] — п., получ. в рез-те химич. реакций м-ду исх. вещ-вами. Различают след. осн. методы синтеза п.: газ., металлотермич., неметал-лотермич., прямой, р-рный и электролизный. В н. в. в пром-ти наиб, широко использ. газ., неметаллотермич. и прямой синтез п. методами синтеза получают в основном п. из ме-таллоподобных соедин. (боридов, карбидов, нитридов, силицидов), образ, преимущ. переходными металлами с неметаллами (В, С, Si, N) и хар-риз. вые. темп-рами плавления и твердостью неметаллич. соединений (карбидов и нитридов В, Si, А1 и др.), отлич. вые. /ra = 3200+3700 К и тв. и являющ. диэлектриками или полупроводниками с широкой зап-рещ. зоной; металлич. соединений (интерметалл идов).
С. п. широко используют для произ-ва ог-неуп-, тв. и износост. материалов для химич., радио- и электротехнич. пром-ти, яд. и ракетной техники, в кач-ве абразив, и наплав, материалов;

ультрадисперсные порошки [ultraflne powders] — п. с частицами диам. < 25-30 нм, у к-рых начинают интенсивно изменяться прак-тич. все осн. термодинамич. и физич. св-ва: повыш. своб. энергия, сниж. темп-ры испар., плавл., рекристаллиз. на десятки и даже сотни градусов. У. д. п. металлов (Fe, Ni, Си и т.д.) получают методами испар. и конденсации в вакууме с пассивацией поверхн. частиц аргоном или восстановл. в водородной дуг. плазме из оксидов (Mo, W) с произв-тью до 1-50 кг/ч. Для произв-ва у. д. п. карбидов и нитридов металлов используют тж. прямой или восстановит, синтез в ВЧ- и СВЧ-плазме.
Области примен. у. д. п.: металлич. и кера-мич. материалы с уник, комплексом высоких физико-механич. св-в (прочн., вяз. разруш., тв., адсорбц. способн., жарост. и т. д.) для реж. инструмента, боеприпасов, бронезащиты, тонких фильтров, тонкошлифов. паст, акт. добавок в смазоч. материалы и т. п.;

электролитические порошки [electrolytic powders] — п., получ. электролизом водных р-ров или расплавов солей металлов. Первым методом осаждают порошки: Fe, Ni, Co, W, Mo, Cu, Cr, Fe-Ni, Fe-Ni-Mo, Ni-Cu, Ag; их сушат и подвергают восстановит, отжигу. Сырьем служат р-ры сульфатов металлов с сульфатом аммония, нашатырем и др. электролизом расплавов солей осаждают Та, Nb, Zr, Th, Be, Ti. Порошок промывают р-рами щелочей и кислот, остатки электролита удаляют сушкой или вакуумным испар. Сырьем служат смеси оксидов с комплекс, фторидами и галогенидами щелоч. металлов.